Углерод УглеродСтраница 21
Сравнительную активность СО и Н2 как восстановителей можно оценить путём изучения обратимой реакции:
Н2О + СО Û СО2 + Н2 + 42 кДж,
равновесное состояние которой при высоких температурах устанавливается довольно быстро (особенно в присутствии Fe2O3). При 830 °С в равновесной смеси находятся равные количества СО и Н2, т. е. сродство обоих газов к кислороду одинаково. Ниже 830 °С более сильным восстановителем является СО, выше — Н2.
Связывание одного из продуктов рассмотренной выше реакции в соответствии с законом действия масс смещает её равновесие. Поэтому, пропуская смесь монооксида углерода и водяного пара над оксидом кальция, можно получить водород по схеме:
Н2О + СО + СаО = СаСО3 + Н2 + 217 кДж.
Реакция эта идёт уже при 500 °С.
На воздухе СО загорается около 700 °С и сгорает синим пламенем до СО2:
2 СО + О2 = 2 СО2 + 564 кДж.
Сопровождающее эту реакцию значительное выделение тепла делает монооксид углерода ценным газообразным топливом. Однако наиболее широкое применение он находит как исходный продукт для синтеза различных органических веществ.
Сгорание толстых слоёв угля в печах идёт в три стадии:
1) С + О2 = СО2 ; 2) СО2 + С = 2 СО; 3) 2 СО + О2 = 2 СО2.
При преждевременном закрытии трубы в печи создаётся недостаток кислорода, что может вызвать распространение СО по отапливаемому помещению и привести к отравлениям (угар). Следует отметить, что запах “угарного газа” обусловлен не СО, а примесями некоторых органических веществ.
Пламя СО может иметь температуру до 2100 °С. Реакция горения СО интересна тем, что при нагревании до 700-1000 °С она идёт с заметной скоростью только в присутствии следов водяного пара или других содержащих водород газов (NH3, H2S и т. п.). Обусловлено это цепным характером рассматриваемой реакции, протекающей при посредстве промежуточного образования радикалов ОН по схемам:
Н + О2 = НО + О, затем О + СО = СО2, НО + СО = СО2 + Н и т. д.
При очень высоких температурах реакция горения СО становится заметно обратимой. Содержание СО2 в равновесной смеси (под давлением 1 атм) выше 4000 °С может быть лишь ничтожно малым. Сама молекула СО настолько термически устойчива, что не разлагается даже при 6000 °С. Молекулы СО были обнаружены в межзвёздной среде.
Большие количества СО могут быть получены путём неполного сжигания каменного угля в специальных печах — газогенераторах. Обычный (“воздушный”) генераторный газ содержит в среднем (объёмн. %): СО-25, N2-70, СО2-4 и небольшие примеси других газов. При сжигании он даёт 3300-4200 кДж на м3. Замена обычного воздуха на кислород ведёт к значительному повышению содержания СО (и увеличению теплотворной способности газа).
Ещё больше СО содержит водяной газ, состоящий (в идеальной случае) из смеси равных объёмов СО и Н2 и дающий при сгорании 11700 кДж/м3. Газ этот получают продувкой водяного пара сквозь слой раскалённого угля, причём около 1000 °С имеет место взаимодействие по уравнению:
Н2О + С + 130 кДж = СО + Н2.
Реакция образования водяного газа идёт с поглощением тепла, уголь постепенно охлаждается и для поддержания его в раскалённом состоянии приходится пропускание водяного пара чередовать с пропусканием в газогенератор воздуха (или кислорода). В связи с этим водяной газ содержит приблизительно СО-44, Н2-45, СО2-5 и N2-6%. Он широко используется для синтезов различных органических соединений.
ОРЛОВ Владимир Николаевич (1908-85) , российский литературовед. Труды о А. Н. Радищеве, А. С. Грибоедове, А. А. Блоке (в т. ч. биографическая книга о Блоке "Гамаюн", 1978). В 1956-70 главный редактор "Библиотеки поэта". Государственная премия СССР (1951).
НАИМЕНЬШИХ КВАДРАТОВ МЕТОД , один из методов теории ошибок для оценки неизвестных величин по результатам измерений, содержащим случайные ошибки. Применяется при обработке наблюдений.
ЧЕРТОК Борис Евсеевич (р . 1912), российский ученый, член-корреспондент РАН (1991; член-корреспондент АН СССР с 1968), Герой Социалистического Труда (1961). Труды по автоматике, системам управления космических аппаратов и др. Ленинская премия (1957), Государственная премия СССР (1976).